KR100969567B1 - 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법 및장치 - Google Patents

이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법 및장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은, 이동 통신 단말기의 배터리 소모 검출 방법에 있어서, 배터리 소비에 영향을 미치는 개별 단말기의 동작을 기준으로 하여 하나 이상의 상태를 정의하는 단계, 상기 각 상태에서의 상기 개별 단말기의 배터리 소비량 및 실제 사용 시간에 대한 시계열 데이터를 수집하는 단계, 상기 시계열 데이터를 토대로 상기 개별 단말기의 배터리 소비 속도 및 사용 패턴을 산출하는 단계, 내부 또는 외부 지식 정보 저장소를 참조하여 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도를 전달받는 단계, 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도를 토대로 상기 개별 단말기의 배터리의 예상 사용 가능 시간을 산출하는 단계 및, 상기 실제 사용 시간 및 예상 사용 가능 시간의 차이를 비교하여, 상기 개별 단말기의 비정상적인 배터리 소모 여부를 판단하는 단계를 포함하는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 사용자가 자신의 이동 통신 단말기에서 비정상적인 배터리 소모가 존재하는지 여부를 알 수 있게 되어, 잘못된 사용 습관 내지 장비 고장으로 인한 배터리 남용을 예방할 수 있는 효과가 있다.
이동 통신, 단말기, 배터리, 비정상적, 소모, 소비, 누수, 검출

Description

이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING ABNORMAL BATTERY CONSUMPTION OF MOBILE DEVICES}
본 발명은 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법 및 장치에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은, 안정적인 배터리의 사용을 위하여 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도 및, 단말기와 배터리의 종류, 사용자, 사용 시기 등을 기준으로 분류된 그룹별 평균 배터리 소비 속도에 기반하여, 비정상적인 배터리 소모 여부를 검출하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
이동 통신 단말기는 이동성 내지 휴대성을 가장 큰 특징으로 하므로, 전원 공급에 있어서 단말기의 배터리에 크게 의존한다. 따라서 이동 통신 단말기에 있어서 배터리를 효율적이고 안정적으로 사용하여 배터리 사용 시간을 확보하는 것은 매우 중요하다.
이러한 배터리 사용 시간을 보장하기 위하여 다양한 관점에서 연구가 진행되어 왔다. 배터리의 고집적화를 통하여 배터리 용량 자체를 늘리려는 연구, 저전력 설계 방법론 등을 이용하여 시스템 구조 수준(system architecture level)에서 배터리 소모를 줄이려는 연구, 불필요한 배터리 사용을 검출하여 이를 줄이려는 연구 등이 다양하게 이루어지고 있다.
이 중 불필요한 배터리 사용을 검출하여 그것을 줄임으로써 배터리 사용 시간을 안정적으로 확보하는 방법에 대한 연구에 있어서, 배터리 누수 현상(battery drain problem)은 그 주된 검출 대상이 되는데, 이것은 불필요한 프로세스나 비정상적인 동작으로 인하여 배터리가 평소보다 빨리 소모되는 현상을 말한다. 이 분야와 관련하여 그 동안 배터리의 사용 가능 시간을 예측하는 연구로서 회로 수준에서 또는 시뮬레이션(simulation)을 통하여 예측하는 방법이 연구되어 왔다. 최근에는 통계적인 방법을 통하여 배터리의 사용 가능 시간을 예측하는 방법도 사용되고 있다.
이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모의 원인에 대한 연구는 단말기 제조사에서 많이 수행하고 있다. 그 원인에는 불필요한 프로세스(process)의 동작, 전파 환경의 변화(강약전계, 중첩, 음영 지역의 존재, 간섭 등), 통신 방식의 잦은 변화(CDMA 1x 모드와 CDMA 1x EV-DO 모드의 자동 변환), 잦은 키조작 및 인터넷 부가 기능을 사용할 경우 무선 기지국의 서비스 형태에 따른 영향(슬롯 모드 등), 과다하게 밝은 조명 또는 필요 이상으로 긴 조명 사용 시간(LCD 디스플레이, 키패드 램프, 백라이트 등), 과다하게 큰 음향 또는 필요 이상으로 긴 음향 사용 시간(스피커, 핸즈프리 등), 각종 스팸 메시지의 도달 및 확인, 사용자의 습관으로 인한 배터리 소모 등 다양한 것들이 있다. 이러한 비정상적인 배터리 소모 원인에 대한 정보는 그것을 검출하는 데 도움을 줄 수 있다.
그 동안 배터리의 사용 가능 시간을 예측하기 위한 다양한 연구가 진행되어 왔지만, 예측된 값을 이용하여 배터리의 비정상적인 소모를 검출하는 방법이나 장치에 관한 연구는 거의 없었다.
비정상적이거나 불필요한 배터리의 소모를 조기에 진단하여 검출할 수 있는 이렇다 할 방법이나 장치가 존재하지 않기 때문에, 그 원인에 대한 분석이 이미 되어 있음에도 불구하고, 단말기 제조사들은 그것을 예방하거나 조기에 검출하지 못하고 사용자로부터 문제 발생 보고를 받고 나서야 그에 대한 정밀 조사를 시작하고 있는 실정이다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면은, 이동 통신 단말기의 배터리 소모 검출 방법에 있어서, (a) 배터리 소비에 영향을 미치는 개별 단말기의 동작을 기준으로 하여 하나 이상의 상태를 정의하는 단계, (b) 상기 각 상태에서의 상기 개별 단말기의 배터리 소비량 및 실제 사용 시간에 대한 시계열 데이터를 수집하는 단계, (c) 상기 시계열 데이터를 토대로 상기 개별 단말기의 배터리 소비 속도 및 사용 패턴을 산출하는 단계, (d) 내부 또는 외부 지식 정보 저장소를 참조하여 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도를 전달받는 단계, (e) 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도를 토대로 상기 개별 단말기의 배터리의 예상 사용 가능 시간을 산출하는 단계 및, (f) 상기 실제 사용 시간 및 예상 사용 가능 시간의 차이 를 비교하여, 상기 개별 단말기의 비정상적인 배터리 소모 여부를 판단하는 단계를 포함하는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법을 제공한다.
상기 상태는 대기 상태, 음성 통화 상태 및 데이터 통신 상태를 포함하는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법을 제공한다.
상기 사용 패턴은 상기 개별 단말기의 상태별 실제 사용 시간의 비율을 포함하는 기준으로 정의되는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법을 제공한다.
상기 (c) 단계와 (d) 단계 사이에 (c1) 상기 개별 단말기의 배터리 소비 속도 및 사용 패턴을 상기 외부 지식 정보 저장소에 전달하는 단계, (c2) 상기 외부 지식 정보 저장소가 하나 이상의 개별 단말기로부터 각 개별 단말기의 배터리 소비 속도 및 사용 패턴을 전달받아, 상기 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도를 산출하여 저장하는 단계, (c3) 상기 내부 지식 정보 저장소가 상기 외부 지식 정보 저장소로부터 상기 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도를 전달받아 저장하는 단계를 더 포함하는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법을 제공한다.
상기 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도는 전체 단말기의 그룹별 평균 배터리 소비 속도를 더 포함하는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법을 제공한다.
상기 그룹은 단말기와 배터리의 종류, 사용자 및 사용 시기 중 어느 하나 이상을 포함하는 기준에 의하여 분류되는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소 모 검출 방법을 제공한다.
상기 (f) 단계 이후에 (f1) 상기 비정상적인 배터리 소모 여부를 보고하는 단계를 더 포함하는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법을 제공한다.
상기 보고는 영상, 음향, 또는 진동 중 하나 이상을 포함하는 수단으로 이루어지는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법.
상기 (e) 단계의 예상 사용 가능 시간은, 상기 개별 단말기의 실제 배터리 용량을 상기 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도로 나눔으로써 산출되는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법을 제공한다.
상기 (e) 단계의 예상 사용 가능 시간은, 상기 단말기의 실제 배터리 용량을 상기 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도 및 그룹별 평균 배터리 소비 속도를 토대로 산출한 배터리 소비 속도로 나눔으로써 산출되는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법을 제공한다.
상기 (f) 단계는 상기 시계열 데이터를 바탕으로 비정상적인 배터리 소모가 없는 경우 및 있는 경우 상기 각 상태의 변화 추이를 각각 산출하는 과정, 상기 각각의 변화 추이를 토대로 상기 비정상적인 배터리 소모의 존재 여부 판단에 필요한 측정 시간 및 임계치를 설정하는 과정, 상기 측정 시간 및 상기 임계치를 토대로 상기 각 상태에 대한 진단을 수행하는 과정, 상기 진단 결과, 하나 이상의 상태에서 비정상적인 배터리 소모가 검출되는 경우, 이것을 상기 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출로 판단하는 과정을 더 포함하는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배 터리 소모 검출 방법을 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 측면은, 이동 통신 단말기의 배터리 소모 검출 장치에 있어서, 배터리 소비에 영향을 미치는 개별 단말기의 동작을 기준으로 하여 정의된 하나 이상의 상태에서 상기 개별 단말기의 배터리 소비량 및 실제 사용 시간에 대한 시계열 데이터를 수집하는 수집기, 상기 시계열 데이터를 토대로 상기 개별 단말기의 배터리 소비 속도 및 사용 패턴을 산출하는 분석기, 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도에 대한 정보를 전달하는 지식 관리부, 상기 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도에 대한 정보를 토대로 상기 개별 단말기의 배터리의 예상 사용 가능 시간을 산출하고, 상기 실제 사용 시간 및 상기 예상 사용 가능 시간의 차이를 비교하여, 상기 개별 단말기의 비정상적인 배터리 소모 여부를 판단하는 계획기 및, 상기 상기 개별 단말기의 비정상적인 배터리 소모 여부를 보고하는 실행기를 포함하는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 장치를 제공한다.
상기 개별 단말기 외부에 위치하며, 상기 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도에 대한 정보를 저장하는 외부 지식 정보 저장소, 상기 개별 단말기 내부에 위치하며, 상기 지식 관리부를 통하여 상기 외부 지식 정보 저장소에 저장된 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도에 대한 정보를 전달받아 저장하는 내부 지식 정보 저장소를 더 포함하는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 장치를 제공한다.
상기 지식 관리부는 상기 개별 단말기의 배터리 소비 속도 및 사용 패턴에 대한 정보를 전달하여 상기 외부 지식 정보 저장소를 갱신하고, 상기 외부 지식 정보 저장소는 하나 이상의 개별 단말기로부터 각 단말기의 배터리 소비 속도 및 사용 패턴에 대한 정보를 전달받아 상기 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도에 대한 정보를 산출하여 저장하는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 장치를 제공한다.
상기 수집기, 분석기, 계획기 및 실행기는 배터리 감시자로서 단일 MCU로 구현되는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 장치.
상기 배터리와 연결되어 상기 수집기에 상기 단말기의 배터리 소비량 및 사용 시간에 대한 시계열 데이터를 전달하는 센서를 더 포함하는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 장치를 제공한다.
상기 실행기와 연결되어 상기 비정상적인 배터리 소모 여부를 보고하는 액추에이터(actuator)를 더 포함하는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 장치를 제공한다.
상기 액추에이터는 상기 비정상적인 배터리 소모 여부를 영상으로 출력하는 디스플레이부, 음향으로 출력하는 스피커 또는, 진동으로 출력하는 모터 중 하나 이상을 포함하는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 사용자가 자신의 이동 통신 단말기에서 비정상적인 배터리 소모가 존재하는지 여부를 알 수 있게 되어, 잘못된 사용 습관 내지 장비 고장 으로 인한 배터리 남용을 예방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 이동 통신 단말기의 정상적인 동작을 방해하는 불필요한 프로세스 및 악성 코드를 검출할 수 있게 되어, 배터리를 안정적으로 오랜 시간 사용할 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 사용자의 단말기 사용 패턴에 기반하여 배터리 사용 가능 시간을 예측함으로써, 사용자의 관점에서 보다 정확하고 효율적인 배터리 관리가 가능해지는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 배터리의 실제 사용 시간 및 예상 사용 가능 시간의 비교를 통하여 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 여부를 검출하는 원리를 설명한 개념도이다. 이동 통신 단말기가 음성 통화와 데이터 통신만을 위한 것이라고 가정하면, 단말기가 존재할 수 있는 각 상태(대기 상태, 음성 통화 상태, 데이터 통신 상태)를 정의할 수 있고, 상태별 배터리 소비량 및 사용 시간에 대한 분석이 가능하다. 이 경우, 실제 사용한 시간(140)은 대기 시간(112), 음성 통화 시간(114), 데 이터 통신 시간(116)의 합으로(172) 나타낼 수 있다. 그리고 실제 배터리 용량(120)과 일반적으로 알려진 배터리 소비 속도(130)을 나누면(174) 현재 배터리 잔량에서의 예상 사용 가능 시간(150)을 산출할 수 있다. 실제 사용 시간(140) 및 예상 사용 가능 시간(150)을 비교하여(176) 두 시간의 차가 특정 오차 범위 이상이 되면 배터리 누수 등 비정상적인 배터리 소모가 발생했다는 것을 검출할 수 있다(160).
도 2는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 장치의 구조를 나타낸 블록도이다. 이동 통신 단말기(200)는 내부에 지식 관리부(210), 배터리 감시자(220), 단말기 자원(230)을 포함하며, 그 외부에 외부 지식 정보 저장소(240)가 연결된다. 배터리 감시자(220)는 수집기(222), 분석기(224), 계획기(226), 실행기(228)를 포함한다. 도 2의 실시예와 같이, 본 장치의 이동 통신 단말기(200)는 내부에 내부 지식 정보 저장소(250), 센서(232) 및 액추에이터(234)를 더 포함할 수 있다.
수집기(222)는 단말기의 배터리 정보를 수집하고, 분석기(224)는 이를 토대로 단말기의 배터리 소비 속도 및 실제 사용 시간을 산출한다. 지식 관리부(210)는 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도 등의 정보를 저장하는 외부 지식 정보 저장소(240)를 참조하여 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도 등의 정보를 표본으로 전달받아 계획기(226)에 전달한다. 지식 관리부(210)는 분석기(224)로부터 각 단말기의 배터리 소비 속도, 사용 패턴 및 실제 사용 시간 등을 전달받아 외부 지식 정보 저장소(240) 또는 내부 지식 정보 저장소(250)의 정보를 갱신할 수 있다. 계 획기(226)는 이를 토대로 단말기의 배터리의 예상 사용 가능 시간을 산출하고, 분석기(224)로부터 전달받은 실제 사용 시간과 예상 사용 가능 시간의 차이를 비교하여, 단말기의 비정상적인 배터리 소모 여부를 판단한다. 실행기(228)는 분석기(224)로부터 비정상적인 배터리 소모 여부를 전달받아 이를 보고한다.
배터리 누수 등 비정상적인 배터리 소모 여부를 판단하기 위한 기준으로, 일반적으로 알려진 배터리 소비 속도(130)가 사용될 수 있다. 이에 대한 정보는 단말기(200) 내부의 내부 지식 정보 저장소(250)에 저장되어 참조될 수 있고, 처음 기준이 되는 값이 없을 경우에는 지식 관리부(210)를 통하여 외부 지식 정보 저장소(240)를 참조하여 해당 정보를 가져올 수 있다. 외부 지식 정보 저장소(240)는 복수의 단말기들(200, 202, 204)로부터 각 단말기의 배터리 소비 속도 등을 전달받아 저장한다. 여기서 각 단말기의 배터리 소비 속도는 일정한 기준에 의하여 단말기 및 배터리 종류별 평균 배터리 소비 속도(134), 사용자별 평균 배터리 소비 속도(136), 사용 시기별 평균 배터리 소비 속도(138) 등의 그룹별로 분류되어 저장될 수 있다. 각 단말기는 해당 단말기 및 해당 배터리의 종류, 해당 사용자의 사용 패턴, 해당 단말기의 사용 시기 등을 고려하여 해당 단말기에 더욱 적합한 배터리 소비 속도를 산출할 수 있다.
도 3은 도 2의 배터리 감시자(220) 내부의 데이터 처리 과정을 도시한 흐름도이다. 도 3을 참조하면, 수집기(222)는 센서(232)를 통하여 단말기 자원(230)에 연결되어 각 상태에서의 단말기의 배터리 소비량 및 사용 시간에 대한 시계열 데이터 등의 배터리 정보를 수집하고, 분석기(224)는 그 배터리 정보를 토대로 단말기 의 배터리 소비 속도, 사용 패턴 및 실제 사용 시간 등을 산출하여 지식 관리부(210) 및 계획기(226)에 전달한다. 지식 관리부(210)는 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도를 전달받아 계획기(226)에 전달한다. 지식 관리부(210)는 외부 지식 정보 저장소(240) 또는 내부 지식 정보 저장소(250)의 정보를 갱신하기 위하여 분석기(224)로부터 각 단말기의 배터리 소비 속도, 사용 패턴 및 실제 사용 시간 등을 전달받을 수 있다. 계획기(226)는 지식 관리부(210)로부터 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도 등의 정보를 전달받아 단말기의 배터리의 예상 사용 가능 시간을 산출하고, 분석기(224)로부터 전달받은 실제 사용 시간과 예상 사용 가능 시간의 차이를 비교하여, 단말기의 비정상적인 배터리 소모 여부를 판단한다. 실행기(228)는 분석기(224)로부터 비정상적인 배터리 소모 여부를 전달받아 이를 보고한다. 사용자에게 보고하기 위한 수단으로 액추에이터(234)가 사용될 수 있는데, 액추에이터(234)는 출력 방식이 영상일 경우 디스플레이부, 음향일 경우 스피커, 진동일 경우 모터 등으로 구현될 수 있다.
도 4는 단말기에서의 가능한 상태를 정의한 상태도이다. 본 실시예에서는 이동통신 단말기가 음성 통신 및 데이터 통신에만 사용된다고 가정하고 의존성을 배제하여 상태를 정의하였다. 단말기가 위치할 수 있는 상태에는 크게 꺼짐 상태(400) 및 켜짐 상태(401) 두 가지가 있으며, 켜짐 상태(401)는 다시 대기중 상태(S0)(402), 데이터 통신중 상태(S1)(403), 음성 통신중 상태(S2)(404)의 4개 상태로 정의될 수 있다.
단말기는 전원이 켜지기 전 꺼짐 상태(400)에 있게 되고, 사용자가 단말기를 켜게 되면 켜짐 상태(401)로 전이한다. 켜짐 상태(401)의 처음 상태는 대기중 상태(402)로서 이를 S0라 명명한다. 대기중 상태에서 음성 또는 데이터 통신을 시작하기를 기다리다가 사용자가 데이터 통신을 시작하게 되면 데이터 통신중 상태(403)로 전이하는데, 이 상태를 S1이라 명명한다. 데이터 통신을 끝내게 되면 다시 S0(402)로 전이하게 된다. S0(402)에서 전화 통화를 시작하게 되면 음성 통신중(404) 상태로 전이하게 되고, 이 상태를 S2라 명명한다. S2(404)에서 전화 통화를 끝내면 다시 S0(402)상태로 전이하게 된다. 그리고 단말기의 전원을 끄게 되면 켜짐 상태(401)에서 꺼짐 상태(400)로 전이하게 된다.
상술한 켜짐 상태(400) 및 꺼짐 상태(401), 그리고 S0 내지 S2의 모든 상태는 현재의 이동 통신 단말기를 고려하면 상호 배타적인, 즉 서로 공존하지 않는 관계를 가지고 독립적으로 존재한다.
도 5는 각 상태에서의 배터리 소비량 및 사용 시간에 대한 시계열 데이터를 통하여 배터리 소비 속도를 산출하는 방법을 도시한 것이다.
각 단말기의 실제 배터리 용량을 알고, 배터리를 다 소모할 때까지 실제 단말기를 사용한 시간을 측정하여, 선형 예측법을 적용하면 배터리 소비 속도를 얻을 수 있다. 한편, 몇 가지 기준에 의하여 배터리 소비 속도에 대한 데이터를 하나 이상의 그룹으로 분류하여, 그룹별 평균 배터리 소비 속도를 계산할 수 있다. 예컨대 단말기 및 배터리의 종류가 동일한 경우와 사용자가 동일한 경우의 그룹별 평균 배터리 소비 속도를 따로 구할 수 있다. 마찬가지로 사용 시기별로 일정 기간 이내의 데이터를 분류하여 최근의 평균 배터리 소비 속도에 대하여도 따로 계산을 할 수 있다.
도 6은 도 5의 배터리 소비 속도를 그룹별로 분류한 것을 도시한 것이다. 이를 바탕으로 하여 전체 단말기에 대하여 도 6a 내지 도 6d에 보이듯이 4가지 형태로 표본 값을 만들어 둘 수 있다.
도 6a는 전체 단말기의 전체 평균 배터리 소비 속도를 도시한 것이다. R_total은 전체 단말기들의 평균 배터리 소비 속도로, 단말기와 배터리의 종류, 사용자, 사용 시기를 불문한 모든 데이터에 대한 전체 평균을 나타낸다.
도 6b는 단말기 및 배터리별 평균 배터리 소비 속도를 도시한 것이다. R_type1, R_type2, R_type3는 각각 단말기의 종류 및 배터리의 종류에 따라 다른 값을 저장하고 있다. 도 6b를 참조하면 R_type1이 R_type2보다는 더 오래 배터리를 사용할 수 있음을 알 수 있다.
도 6c는 사용자별 평균 배터리 소비 속도를 도시한 것이다. R_user는 사용자별 배터리 소비 속도를 나타낸 것으로, 단말기가 대기, 데이터 통신 및 음성 통신 상태에 위치하는 비율, 다시 말해 각 상태별 실제 사용 시간의 비율이 사용자별로 다르다는 점에서 사용자의 사용 패턴이 반영된 중요한 정보가 된다.
도 6d는 사용 시간별 평균 배터리 소비 속도를 각각 도시한 것이다. R_recent는 각 사용자의 최근의 배터리 소비 속도를 나타낸다. 이 정보를 이용하면 각 사용자의 사용 패턴이 변화하거나 각종 이동 통신 환경이 변화하는 경우 최근의 추세를 더 강하게 반영할 수 있다.
이를 통해서 처음에 단말기에 대한 정보가 없을 때는 전체 단말기의 평균 배 터리 소비 속도인 R_total을 참고하고, 단말기 및 배터리 정보가 알려진 경우 해당 단말기 및 배터리의 R_type에 따른 값을 참고하고, 사용자 패턴이 파악된 경우 그 다음에는 사용자에게 특화한 R_user를 참고하고, 최종적으로는 최근의 소비 속도인 R_recent까지 참고하게 되는 계층적 표준 모델을 제시하고 있다. 이를 토대로 이동 통신 단말기에 좀 더 유연하게 배터리 소비 속도를 적용하여, 좀 더 정확한 배터리의 예상 사용 가능 시간을 구할 수 있다.
도 7은 단말기의 각 상태별로 실제 사용 시간에 따른 배터리 소비량을 측정하여 평균적인 배터리 소비 속도를 산출하는 방법을 도시한 것이다.
수집기(222)는 단말기의 배터리 소비량[mA]과 음성 통화 시간[sec], 데이터 통신 시간[sec] 및 전체 시간[sec]에 대한 시계열 데이터를 수집한다. 대기 시간은 전체 시간에서 음성 통화 시간과 데이터 통신 시간을 빼면 구할 수 있다. 여기서 사용 시간[sec]에 따른 배터리량[mA]에 대한 시계열 데이터는 도 7의 점선 및 실선과 같은 그래프로 도시된다. 점선 및 실선의 기울기는 배터리 소비속도[mA/sec]의 단위를 갖는다. 실선 중 상대적으로 기울기가 완만한 부분은 S0 즉 대기중 상태(402)를, 실선 중 상대적으로 기울기가 가파른 부분은 S1 즉 데이터 통신중 상태(403)를, 점선 부분은 S2 즉 음성 통신중 상태(404)를 나타낸다.
동일 상태에서 배터리 소비 속도는 동일하다고 가정하면, 특정 상태의 구간별 사용 시간 및 구간별 배터리량을 이용하여 단말기가 일정 상태로 변화 없이 유지될 때 전체 배터리를 얼마동안 사용할 수 있는지에 대한 정보, 즉 상태별 예상 사용 시간을 구할 수 있다. 도 7을 참조하면, 음성 통신중 상태(S2)(404)의 구간 별 사용 시간[sec](
Figure 112008048385910-pat00001
) 및 구간별 배터리량[mA](
Figure 112008048385910-pat00002
)이 도시되어 있다. 특정 상태에 해당하는 구간의 부분 합을 이용하면, 전체 배터리를 충전하고 배터리가 전부 소비될 때까지 특정 상태를 유지시킬 필요 없이, 상태별 예상 사용 가능 시간을 아래와 같이 선형 근사로 구할 수 있다.
Figure 112008048385910-pat00003
여기서,
Figure 112008048385910-pat00004
는 완전히 충전된 배터리를 음성 통화만으로 소비할 때의 예상 사용 가능 시간[sec]이고,
Figure 112008048385910-pat00005
는 완전히 충전되었을 때의 배터리량[mA]이며,
Figure 112008048385910-pat00006
는 j번째 음성 통화 구간의 배터리 소모량[mA]이며,
Figure 112008048385910-pat00007
는 j번째 음성 통화 구간의 통화 시간[sec]을 나타낸다.
도 8은 도 7에서 완전히 충전된 배터리를 음성 통화만으로 소비할 때의 예상 사용 가능 시간
Figure 112008048385910-pat00008
를 측정하여, 그 분포를 확률 밀도 함수
Figure 112008048385910-pat00009
로 도시한 것이다.
이동 통신 단말기에서의 대기(S0), 데이터 통신(S1) 및 음성 통신(S2) 등 각 상태가 단말기의 배터리 소비에 직접적인 영향을 미치고, 정상적인 상태에서의 배 터리 소비 속도 등의 통계 값과 비정상 상태에서의 배터리 소비 속도 등의 통계 값과 관련된 학습 모델이 주어진다면, 이동 통신 단말기에서의 일정 시간 동안의 이 값들의 변화 추이를 정해진 신뢰도 구간 내에서 판단하여 비정상적인 배터리 소모 여부를 검출할 수 있다.
검출 단계는 다음과 같다. 첫 번째 단계에서는 시계열 데이터를 바탕으로 해서 정상 상태의 추이와 비정상 상태에서의 추이를 결정한다. 여기서 각 단말기에서의 정상 및 비정상 상태의 추이에 대한 일반적인 정보는, 단말기 외부 지식 정보 저장소의 표본을 참조할 수 있다. 두 번째 단계에서는 첫 번째 단계에서의 결과를 토대로 얻은 통계 데이터를 이용해서 적당한 측정 시간 및 임계치를 결정하여 시스템에서의 각 상태에서의 진단을 수행한다. 마지막 세 번째 단계에서는 두 번째 단계에서 얻은 각 상태의 결과 중 한 개라도 비정상적인 상태가 있는 경우 비정상적인 배터리 소모가 있는 것으로 판단한다.
동일한 이동 통신 단말기와 배터리라고 하더라도, 아무런 전파 방해도 없이 이상적인 환경이라면 예상 사용 가능 시간
Figure 112008048385910-pat00010
가 최대
Figure 112008048385910-pat00011
만큼 큰 값이 나오고, 여러 가지 원인에 의하여 비정상적인 배터리 소모가 발생한다면 최소
Figure 112008048385910-pat00012
만큼 작은 값이 나올 것이다. 이 분포는 Si 상태에서 완전히 충전된 배터리를 모두 소비하는데 걸린 시간의 확률 밀도 함수(probability density function)인
Figure 112008048385910-pat00013
로 나타낼 수 있다. 본 실시예에서는
Figure 112008048385910-pat00014
가 가우시안 분 포(Gaussian distribution)를 따르는 것으로 가정하였으나, 다른 다양한 분포로도 모델링할 수 있다.
도 9는 완전히 충전된 배터리를 음성 통화 또는 대기 상태로 소비할 때의 사용 가능 시간
Figure 112008048385910-pat00015
및
Figure 112008048385910-pat00016
을 각각 측정하여, 그 분포를 확률 밀도 함수
Figure 112008048385910-pat00017
및
Figure 112008048385910-pat00018
로 도시한 것이다.
도 9를 참조하면,
Figure 112008048385910-pat00019
의 분포는
Figure 112008048385910-pat00020
,
Figure 112008048385910-pat00021
의 분포는
Figure 112008048385910-pat00022
로 나타낼 수 있고, 일반적으로 대기 시간
Figure 112008048385910-pat00023
가 음성 통화 시간
Figure 112008048385910-pat00024
보다 시간 축 상에서 오른 쪽에 분포하며, 더 넓은 범위로 분포됨을 알 수 있다. 위의 각 상태(Si)에서의 예상 사용 가능 시간에 대한 확률 밀도 함수
Figure 112008048385910-pat00025
를 이용하여 각 상태별 기댓값을 아래와 같이 구할 수 있다.
Figure 112008048385910-pat00026
여기서,
Figure 112008048385910-pat00027
는 상태 Si에서의 예상 사용 가능 시간의 기댓값이고,
Figure 112008048385910-pat00028
는 상태 Si에서의 예상 사용 가능 시간에 대한 확률 밀도 함수이다.
이 기댓값을 아래와 같이 판정하여 비정상적인 배터리 소모 여부를 검출할 수 있다.
Figure 112008048385910-pat00029
여기서,
Figure 112008048385910-pat00030
는 상태 Si에서의 비정상적인 배터리 소모 여부 검출 결과로 그 값은 0 또는 1이고,
Figure 112008048385910-pat00031
는 Si상태에서 일정한 측정 시간동안 배터리 소비량을 측정한 결과를 토대로 완전히 충전된 배터리를 소비할 때의 예상 사용 가능 시간을 예측한 값이고,
Figure 112008048385910-pat00032
는 상태 Si에서 완전히 충전된 배터리를 소비를 할 때의 예상 사용 가능 시간의 기댓값이며,
Figure 112008048385910-pat00033
는 비정상적인 배터리 소모 여부를 결정하는 임계치이며,
Figure 112008048385910-pat00034
는 비정상적인 배터리 소모 여부 검출 결과를 제공한다.
도 10은 단말기에서의 배터리 소모가 비정상적인 상태와 정상적인 상태를 신뢰도 구간을 이용하여 정의하는 방법을 도시한 것이다. 상기 수학식 3에서 비정상 적인 배터리 소모 여부를 판단하는 기준이 되는 것이 임계치(
Figure 112008048385910-pat00035
)인데, 이는 도 10에서 보듯이
Figure 112008048385910-pat00036
의 분포를 토대로 신뢰도 구간을 선정(95% 신뢰도 구간, 99% 신뢰도 구간 등)하고, 그 경계가 되는
Figure 112008048385910-pat00037
값을 기준으로 하여 정상적인 상태(1010)와 비정상적인 상태(1020)를 정의할 수 있다. 비정상적인 상태는
Figure 112008048385910-pat00038
보다 짧은 예상 사용 가능 시간을 갖는 구간, 즉 상대적으로 배터리를 많이 소비하는 구간이다. 그 경계가 되는
Figure 112008048385910-pat00039
값 또한 정적으로 정해진 것이 아니고, 각 단말기 사용자의 사용 패턴에 따라서 동적으로 달라지기 때문에 사용자의 관점에 맞추어서 비정상적인 배터리 소모를 검출하도록 구현할 수도 있다.
이상과 같이 본 발명의 이해를 위하여 그 실시예를 기술하였으나, 당업자라면 알 수 있듯이, 본 발명은 본 명세서에서 기술된 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형, 변경 및 대체될 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 사상 및 범주에 속하는 모든 변형 및 변경을 특허청구범위에 의하여 모두 포괄하고자 한다.
도 1은 배터리의 실제 사용 시간 및 예상 사용 가능 시간의 비교를 통하여 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 여부를 검출하는 원리를 설명한 개념도이다.
도 2는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 장치의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 3은 도 2의 배터리 감시자(220) 내부의 데이터 처리 과정을 도시한 흐름도이다.
도 4는 단말기에서의 가능한 상태를 정의한 상태도이다.
도 5는 각 상태에서의 배터리 소비량 및 사용 시간에 대한 시계열 데이터를 통하여 배터리 소비 속도를 산출하는 방법을 도시한 것이다.
도 6은 도 5의 배터리 소비 속도를 그룹별로 분류한 것을 도시한 것으로, 도 6a는 전체 단말기의 전체 평균 배터리 소비 속도를 도시한 것이고, 도 6b는 단말기 및 배터리별 평균 배터리 소비 속도를 도시한 것이고, 도 6c는 사용자별 평균 배터리 소비 속도를 도시한 것이고, 도 6d는 사용 시간별 평균 배터리 소비 속도를 각각 도시한 것이다.
도 7은 단말기의 각 상태별로 실제 사용 시간에 따른 배터리 소비량을 측정하여 평균적인 배터리 소비 속도를 산출하는 방법을 도시한 것이다.
도 8은 도 7에서 완전히 충전된 배터리를 음성 통화만으로 소비할 때의 예상 사용 가능 시간
Figure 112008048385910-pat00040
를 측정하여, 그 분포를 확률 밀도 함수
Figure 112008048385910-pat00041
로 도시한 것이다.
도 9는 완전히 충전된 배터리를 음성 통화 또는 대기 상태로 소비할 때의 사용 가능 시간
Figure 112008048385910-pat00042
및
Figure 112008048385910-pat00043
을 각각 측정하여, 그 분포를 확률 밀도 함수
Figure 112008048385910-pat00044
및
Figure 112008048385910-pat00045
로 도시한 것이다.
도 10은 단말기에서의 배터리 소모가 비정상적인 상태와 정상적인 상태를 신뢰도 구간을 이용하여 정의하는 방법을 도시한 것이다.

Claims (18)

  1. 이동 통신 단말기의 배터리 소모 검출 방법에 있어서,
    (a) 배터리 소비에 영향을 미치는 개별 단말기의 동작을 기준으로 하여 하나 이상의 상태를 정의하는 단계,
    (b) 상기 각 상태에서의 상기 개별 단말기의 배터리 소비량 및 실제 사용 시간에 대한 시계열 데이터를 수집하는 단계,
    (c) 상기 시계열 데이터를 토대로 상기 개별 단말기의 배터리 소비 속도 및 사용 패턴을 산출하는 단계,
    (d) 내부 또는 외부 지식 정보 저장소를 참조하여 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도를 전달받는 단계,
    (e) 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도를 토대로 상기 개별 단말기의 배터리의 예상 사용 가능 시간을 산출하는 단계 및,
    (f) 상기 실제 사용 시간 및 예상 사용 가능 시간의 차이를 비교하여, 상기 개별 단말기의 비정상적인 배터리 소모 여부를 판단하는 단계
    를 포함하는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 상태는 대기 상태, 음성 통화 상태 및 데이터 통신 상태를 포함하는
    이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 사용 패턴은 상기 개별 단말기의 상태별 실제 사용 시간의 비율을 포함하는 기준으로 정의되는
    이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 (c) 단계와 (d) 단계 사이에
    (c1) 상기 개별 단말기의 배터리 소비 속도 및 사용 패턴을 상기 외부 지식 정보 저장소에 전달하는 단계,
    (c2) 상기 외부 지식 정보 저장소가 하나 이상의 개별 단말기로부터 각 개별 단말기의 배터리 소비 속도 및 사용 패턴을 전달받아, 상기 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도를 산출하여 저장하는 단계,
    (c3) 상기 내부 지식 정보 저장소가 상기 외부 지식 정보 저장소로부터 상기 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도를 전달받아 저장하는 단계
    를 더 포함하는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도는 전체 단말기의 그룹별 평균 배터리 소비 속도를 더 포함하는
    이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 그룹은 단말기와 배터리의 종류, 사용자 및 사용 시기 중 어느 하나 이상을 포함하는 기준에 의하여 분류되는
    이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법.
  7. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (f) 단계 이후에
    (f1) 상기 비정상적인 배터리 소모 여부를 보고하는 단계
    를 더 포함하는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 보고는 영상, 음향, 또는 진동 중 하나 이상을 포함하는 수단으로 이루어지는
    이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법.
  9. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (e) 단계의 예상 사용 가능 시간은, 상기 개별 단말기의 실제 배터리 용량을 상기 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도로 나눔으로써 산출되는
    이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법.
  10. 제 5항에 있어서,
    상기 (e) 단계의 예상 사용 가능 시간은, 상기 단말기의 실제 배터리 용량을 상기 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도 및 그룹별 평균 배터리 소비 속도를 토대로 산출한 배터리 소비 속도로 나눔으로써 산출되는
    이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법.
  11. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (f) 단계는
    상기 시계열 데이터를 바탕으로 비정상적인 배터리 소모가 없는 경우 및 있는 경우 상기 각 상태의 변화 추이를 각각 산출하는 과정,
    상기 각각의 변화 추이를 토대로 상기 비정상적인 배터리 소모의 존재 여부 판단에 필요한 측정 시간 및 임계치를 설정하는 과정,
    상기 측정 시간 및 상기 임계치를 토대로 상기 각 상태에 대한 진단을 수행하는 과정,
    상기 진단 결과, 하나 이상의 상태에서 비정상적인 배터리 소모가 검출되는 경우, 이것을 상기 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출로 판단하는 과정
    을 더 포함하는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 방법.
  12. 이동 통신 단말기의 배터리 소모 검출 장치에 있어서,
    배터리 소비에 영향을 미치는 개별 단말기의 동작을 기준으로 하여 정의된 하나 이상의 상태에서 상기 개별 단말기의 배터리 소비량 및 실제 사용 시간에 대한 시계열 데이터를 수집하는 수집기,
    상기 시계열 데이터를 토대로 상기 개별 단말기의 배터리 소비 속도 및 사용 패턴을 산출하는 분석기,
    전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도에 대한 정보를 전달하는 지식 관리부,
    상기 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도에 대한 정보를 토대로 상기 개별 단말기의 배터리의 예상 사용 가능 시간을 산출하고, 상기 실제 사용 시간 및 상기 예상 사용 가능 시간의 차이를 비교하여, 상기 개별 단말기의 비정상적인 배터리 소모 여부를 판단하는 계획기 및,
    상기 상기 개별 단말기의 비정상적인 배터리 소모 여부를 보고하는 실행기
    를 포함하는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 개별 단말기 외부에 위치하며, 상기 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도에 대한 정보를 저장하는 외부 지식 정보 저장소,
    상기 개별 단말기 내부에 위치하며, 상기 지식 관리부를 통하여 상기 외부 지식 정보 저장소에 저장된 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도에 대한 정보를 전달받아 저장하는 내부 지식 정보 저장소
    를 더 포함하는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 지식 관리부는 상기 개별 단말기의 배터리 소비 속도 및 사용 패턴에 대한 정보를 전달하여 상기 외부 지식 정보 저장소를 갱신하고,
    상기 외부 지식 정보 저장소는 하나 이상의 개별 단말기로부터 각 단말기의 배터리 소비 속도 및 사용 패턴에 대한 정보를 전달받아 상기 전체 단말기의 평균 배터리 소비 속도에 대한 정보를 산출하여 저장하는
    이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 장치.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 수집기, 분석기, 계획기 및 실행기는 배터리 감시자로서 단일 MCU로 구현되는
    이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 장치.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 배터리와 연결되어 상기 수집기에 상기 단말기의 배터리 소비량 및 사용 시간에 대한 시계열 데이터를 전달하는 센서
    를 더 포함하는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 장치.
  17. 제 12항에 있어서,
    상기 실행기와 연결되어 상기 비정상적인 배터리 소모 여부를 보고하는 액추에이터
    를 더 포함하는 이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상기 비정상적인 배터리 소모 여부를 영상으로 출력하는 디스플레이부, 음향으로 출력하는 스피커 또는, 진동으로 출력하는 모터 중 하나 이상을 포함하는
    이동 통신 단말기의 비정상적인 배터리 소모 검출 장치.
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